他为“悟空”打造“火眼金睛”,不仅是科学家也是战略科学家

2017年,我国首颗暗物质探测卫星“悟空”取得首批重大科学成果,悟空的“视网膜”即308根600毫米“世界最长锗酸铋晶体”,为卫星探测暗物质提供了最核心的探测材料。这是在严东生团队早年的闪烁晶体研究基础上完成的。

严东生,我国著名材料科学家,中国科学院院士、中国工程院院士,中国无机材料科学技术的奠基人和开拓者之一。

严东生院士

立志科学救国,向材料科学迈进

1918年,严东生出生于上海。战乱年代,他看到了所学西方科学知识和祖国的残酷现实之间的强烈反差,在心中埋下了“科学救国”的种子。

1935年,17岁的严东生考入清华大学理学院,大二分系时,选择了喜欢的化学系。

“七·七”事变后,清华南迁,严东生转入燕京大学。在这里,他认识了化学系三年级唯一一位女同学孙璧媃。两人相知、相爱,走过六年寒暑,于1943年喜结连理。

毕业后,严东生留校任教,并继续攻读硕士学位,导师是美国麻省理工学院毕业的卫尔逊博士。在导师指点下,他开始探究无机材料的基础课题——“固相反应机理”。这是他在材料科学研究上的起步,也是他长期从事材料科学研究迈出的坚实一步。

严东生硕士毕业照

1941年,严东生硕士毕业,并荣获当年唯一的“斐托斐金钥匙奖”。这项以希腊文命名的奖项,尽管没有奖金,却具有很高的荣誉,象征着开启科学大门的钥匙。

为建设祖国,放弃美国科研坦途

抗战胜利后,严东生和妻子孙璧媃获取赴美留学的机会。当时,他们已有一女,且孙璧媃已怀有身孕,考虑到需要照顾孩子和婆婆,孙璧媃放弃了赴美留学的机会,让严东生毫无后顾之忧踏上了征途。

留学期间,严东生学习勤奋刻苦,不到两年的时间里,完成了博士论文,以全A的成绩被授予博士学位。毕业后,严东生留校任研究员,并与校方签订了三年合同。

严东生在伊利诺伊大学学习

当时的严东生,科研事业一片坦途,但祖国的政治局势牵动着他的心。他和华罗庚、殷之文等十几名同学参加了留美中国科学工作者协会伊利诺伊大学分会。聚会上,他们讨论国内形势,阅读进步书籍和刊物。1949年10月,严东生等人兴奋地得到了中华人民共和国成立的消息,于是萌生了回国参加建设的想法。

虽然回国科研生涯势必受到影响,但在严东生看来,走上科研道路、赴美留学都是为了“科学救国”,如今新中国需要建设,必须回到祖国!他的决定得到了伊利诺伊大学导师的理解,同意提前结束工作合同。

1950年,克服美国当局设置的重重困阻后,严东生搭乘“威尔逊总统”号几经周折回到了故土。当踏上天津塘沽港码头时,他看到了爱妻孙璧媃和两个孩子的身影,泪水顿时夺眶而出……

1950年,严东生一家重又团圆

践行科学报国,在材料科学领域大显身手

1950年4月,严东生出任新成立的开滦化工研究所副所长,后调到中科院上海冶金陶瓷研究所担任研究室主任,参与创建上海硅酸盐化学与工学研究所,先后任副所长、所长、名誉所长。

根据国家钢铁工业发展的需要,他开展了特种耐火材料的研究,一直奋战在科研一线,参与制定了我国第一套耐火材料的生产、检验、测试标准,提出了节约能源的有效措施。1954年,解决了包头含氟铁矿石原料对钢铁冶炼过程中的耐火材料严重破坏等世界性难题。

1951年11月,严东生(二排左五)参加全国第一届耐火材料会议

20世纪60年代初期,他带领硅酸盐研究所向高温结构陶瓷、功能陶瓷、人工晶体、特种玻璃、无机涂层材料等新的领域展开研究,并取得了一系列重要成果。

1975年,严东生根据国家安排,领头研制导弹弹头的纤维补强陶瓷基高温复合材料,在经过一系列艰辛探索后,他们研制出碳纤维补强石英复合材料。

1979年4月,中科院副院长胡克实(右)来硅酸盐所考察工作

他们对陶瓷基复合材料的研究,不仅为我国第一代航天飞行器提供了关键材料和部件,还运用于人造卫星、载人宇宙飞船“神舟”号等等。因其研发的新型陶瓷基复合材料属国际首创,“碳纤维补强石英复合材料制备工艺”获1981年国家发明奖一等奖。因在陶瓷材料研究上的特出贡献,在1994年美国陶瓷学会年会上,严东生被授予该学会的最高荣誉称号“杰出终身会员”,成为获此殊荣的第一位中国科学家。

20世纪80年代初,欧洲核子研究中心计划建立世界上能量最大的正负电子对撞机(LEP)。诺贝尔物理学奖获得者丁肇中的合作组负责建造LEP中的一个探测器,计划采用新型锗酸铋(BGO)做探测器中的核心部件。他想到了严东生。

1983年5月,严东生(右三)与出席第一届中美无机材料科学双边研讨会的专家

“你们能不能做闪烁晶体BGO?尺寸要很大很长。”1982年,丁肇中来北京找严东生。

“这是一个新的问题、新的挑战,但我愿意试一试。”严东生知道,参与其中将具有重要的科学意义,于是当即应允。

当时,美国、日本、法国有关公司也在研制探测器所需的BGO,竞争十分激烈。1983年,欧洲核子研究中心进行国际评比,上海硅酸盐所提供的晶体各项性能均名列榜首,他们拿到了这一国际项目的“任务书”。

更为艰巨的挑战摆在严东生面前:丁肇中要求硅酸盐所必须在5年之内完成12000根BGO晶体的生产。

晶体生长的环境要求极为苛刻,每年数以吨计大批量生产大尺寸、高质量的闪烁晶体,被认为是一项史无前例的任务。

虽然时间紧、任务重,但严东生带领他的团队还是提前一年完成了全部晶体的研制任务。与此同时,硅酸盐所还开发出一套新的生长工艺,建立了包括坩埚熔炼加工、晶体生长、晶体加工和晶体性能测试在内的生产流水线,并锻炼出一支能打硬仗的科技队伍。

那时的丁肇中逢人就说:“谁要BGO晶体,就到中国科学院上海硅酸盐研究所去!”

1985年,严东生陪同丁肇中考察嘉定BGO中试线

20世纪90年代初,严东生将科研目光投向了纳米前沿发展领域,在他的努力下促成了国家在纳米领域的投入。1992年,他与中科院院士冯端合作主持开展了“纳米材料科学研究”的“攀登项目”。

他始终重视基础研究工作,倡议、主持并创立了无机材料方面首个国家重点实验室——高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室。

严东生因其突出的科研贡献,1980年当选为中科院学部委员(院士),1994年当选首批中国工程院院士。

1988年,严东生(左)与丁肇中、郭景坤对BGO晶体样本做检验

科技体制改革推动者,是科学家更是战略科学家

严东生院士不仅是一位杰出的科学家,也是我国科技界享有崇高声望的战略科学家。

早在1956年,年仅38岁的严东生就参与了《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要》的制定。1962年,他出席广州会议,参与制定了我国下一个十年科技规划。

1977年8月,严东生参加邓小平主持的科教座谈会,围绕科技规划、科研组织管理和引进国外新技术等方面作中心发言,为新时期中国科教发展献计献策。

改革开放后,严东生先后担任中科院上海分院(上海科学院)副院长、党组成员,中科院副院长、党组成员、党组副书记。1984年3月任中科院党组书记兼副院长。

1982年,严东生当选中国共产党第十二届中央委员会委员,成为国务院科技领导小组成员。

1984年,严东生主持调研、起草《中国科学院关于改革的汇报提纲》,代表中科院党组向中央书记处、国务院领导汇报,经批复同意,在全院试行,使中科院的改革迈出了重要一步,也为全国科技体制改革积累了宝贵经验。

1984年,严东生在北京起草中国科学院改革提纲

他积极组织全国同行专家,对全院主要研究所进行学术评议,确定了各所的主要研究方向和主要研究任务,为新时期各研究所的改革发展打下了良好基础。

他积极倡导和推动中国科技界与国际学术团体建立合作关系,鼓励中国优秀科学家走上国际科学舞台,及时了解国外高科技领域的发展阶段及趋势,扩大我国科技界在国际上的影响力。

20世纪90年代初,从中科院领导岗位退下来的严东生并没有停止对国家科技发展和材料科学发展的思考与行动。

他曾担任全国政协科技委员会副主任,主持多项专题调研,为国家重要科技决策、国家及区域经济发展建言献策。

他先后撰写了《从若干宏观问题看自然科学、社会科学交叉融合的重要性》《高性能无机材料——发展取向和途径》等文章和报告,就基础应用和应用研究关系、制定党的科技政策、培养青年科技人才、组织科技攻关等方面提出了许多深刻的观点和想法。

时任上海硅酸盐所副所长刘岩说:“我觉得严先生是一个战略科学家,基于几个方面:第一,他从事的科研工作是一步步的,从回国开始从来没有离开过他所从事的行业,他一直在思考这个学科领域怎么发展。第二,他能成为战略科学家,还得益于他作为一个管理者,作为中科院的副院长,在全院的整体战略布局,从整体的高度看无机材料科学,更清晰地看到未来的趋势。”

不负科研,也不负爱情

七十多年来,严东生一直在无机非金属材料科学领域里辛苦耕耘。他一生关心和提携后进,为国家培育了一批优秀的科学家和科技工作者,如今在我国的材料科学领域里,活跃着一批他培养和指导的学生及科研人员,其中相当一部分已成为我国科技事业的领军人物。

1998年,严东生拿出已获得的香港何梁何利奖金和日本桥口隆基基金共20万元,加上硅酸盐所的拨款及热心人士的捐款,共计42万元,建立了“严东生助学奖学基金”。此后,严东生又多次将自己的奖金追加到基金中。截至2018年初,共有232人获奖学金、39人获助学金。

正如对科研始终如一的追求,严东生和妻子孙璧媃的爱情,也堪称佳话。自19岁邂逅爱情后,严东生和妻子携手72载,伉俪情深。

2003年,严东生孙璧媃夫妇拍摄了钻石婚纪念照

“璧媃,一起去散步吧。”“璧媃,来听这首曲子。”……严东生一口标准的普通话,呼唤爱妻时格外温柔。

2009年,严东生在央视《大家》栏目中曾说:“这一生最大的遗憾是没有遗憾,总的来讲比较顺。比如说,我交过一次女朋友,结过一次婚,现在已经66年了。”

2014年,孙璧媃在医院里住了3个多月,当时严东生虽已96岁,仍每天下午到医院看看妻子,陪她说说话。

在妻子的追悼会上,严东生做出了最后一次承诺:“你在那边等着我,我们很快就会再相见的。”

2016年9月18日,严东生逝世,享年98岁。在他生命的最后时刻,牵引他走向天堂的,是他与爱妻重新相聚的念想。

他的一生,不负科研,也不负爱情。

参考资料:

1、高子平、段炼等著《宏才大略科学人生严东生传》

2、北京青年报《严东生道是无机却有情》

3、图片来源于老科学家学术成长采集工程、中国科学家博物馆、中国青年报、解放日报

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